|
انژري منشاء اصلي واساس زندگي انسانها است .دوره هاي مختلف تمدن بشر براساس كشفيات واختراعات و چگونگي بهره گيري از منابع انرژيهاي گوناگون موجود شكل گرفته است و بنابراين مي توان بحث انرژي را به عنوان بنياد و اساس زندگي اجتماعي امروز بشر بررسي كرد.تحقيقات و اختراعات و بهره گيري ازانرژي هاي مختلف،از اساسي ترين و مهمترين گامهايي هستند كه انسانها در طول تاريخ در راه پيشرفت جوامع خويش برداشته اند. با مطالعه در تاريخ زندگي انسانها خواهيم ديد كه انرژي قابل استفاده براي انسان نخستين ، تنها قدرت بدني او بوده و مدتها گذشت تا او توانست با رام كردن حيوانات و به خدمت گرفتن ساير انسانها و نيز سوزاندن درختان، احتياجات خود را برطرف سازد،تا اينكه انسان با دستيابي به منابع سوختهاي فسيلي مانند زغال سنگ و نفت و گاز توانست قدرت فني و مادي خويش را به صورت بي سابقه اي افزايش دهد . منابع انرژيهاي سنتي،سوخت هاي فسيلي و برق حاصل از شكافت هسته اي عملاً برچگونگي سيستم عرضه انرژي درجهان امروز تسلط دارند ولي وابستگي شديدجوامع صنعتي به منابع انرژي فسيلي به خصوص نفت وگاز وبكار گيري ومصرف بي رويه آنها ممكن است منابع عظيمي را كه طي قرون متمادي در لايه هاي زيرين زمين تشكيل شده است،تخليه نمايد. با توجه به اينكه منابع انرژي زير زميني با سرعت فوق العاده اي مصرف ميشوند و در آينده اي نه چندان دور چيزي از آنها باقي نخواهد ماند ، نسل فعلي وظيفه دارد به آن دسته ازمنابع انرژي كه داراي عمرو پتانسيل زيادي هستند روي آورده،دانش خودرا براي بهره برداري ازآنهاگسترش دهد از ويژگيهاي مهم ديگري كه توجه بشرامروز رابه انرژي هاي تجديدپذير يابه عبارتي سوختهاي پاك معطوف داشته است بحث آلودگيهاي زيست محيطي ناشي از مصرف بي رويه سوختهاي فسيلي و خطرات وآسيب هاي بعضاًجبران ناپذير آن به جوامع بشري است . زباله هاي اتمي ناشي ازنيروگاه هاي اتمي يكي ديگر ازمشكلات بزرگ بشرامروز است به علاوه فن آوري وتكنولوژي بسيار پيشرفته جهت استفاده از انرژي هسته اي و نيز هزينه سنگين اين سيستم ها به شكلي مضاعف از ديگر موانع كاربردانرژي هسته اي است بنابراين فن آوري ساده جلوگيري از آلودگي هوا و حفظ محيط زيست وهمه مهمتر ذخيره شدن سوختهاي فسيلي براي آيندگان و يا تبديل آنها به مواد و مصنوعات پر ارزش با استفاده از انرژي هاي نو و تجديد پذير را براي كشور آشكار مي سازد . از آنجايي كه تعديل بين محيط زيست و اقتصاد انرژي در حال حاضر ودر آينده مورد اهميت قرار گرفته است و از ديگر سوامكانات بالقوه و سهمي كه منابع تجديدپذير در تأمين انرژي جهان خواهند داشت نقش كليدي را بر مباحث آتي در انرژ ي بازي خواهد كرد. اين منابع براي بررسي به گروه هاي متنوعي شامل خورشيد،باد،زمين گرمائي،زيست توده (يبوماس)،امواج دريا و آب و سرانجام هيدروژن تقسيم مي شود . در نتيجه رشد وبه تبع آن زندگي شهرنشيني ونيز اصلاحات اقتصادي رايج درقرن حاضر دربسياري ازكشورهاي جهان مقاديربيشتري از انرژي در سالهاي آتي مورد نياز خواهد بود.بنابراين ، اين نوع تقاضاها براي انرژي مي بايست توسط نيروگاه هاي آبي،زغال سنگ و يا سوختهاي فسيلي تأمين شود واين حداقل براي بسياري ازكشورهاي در حال توسعه به راحتي امكان پذير نمي باشد در حالي كه منابع زيست توده در اين كشورها يادر دسترس مي باشد ويا امكان كاشت آنها به سادگي وجود دارد.يكي از مناسب ترين منابع انرژي تجديد شونده زيست توده يايبوماس مي باشدكه علاوه بر خاصيت تجديد بودن دوستدار محيط زيست نيزمي باشد، اين انرژي يكي از بهترين و پر استفاده ترين نوع انرژي هايي است كه ازگذشته دور نيز مورد توجه بشر قرار داشته است.منابع انرژيهاي زيست توده مي توانندبه شكل تبديل شده انرژي مانند الكتريسته وياحاملهاي انرژي چون سوختهاي گازي ومايع،نيازهاي بخشهاي مختلف در جامعه بشري را تأمين كنند كه اين موضوع وجه تمايز مباحث انرژي زيست توده نسبت به ساير انرژي هاي نو مي باشد . دامنة مصرف كنندگان زيست توده بسيارگسترده است به عنوان مثال ازخانوارهاي كوچك به خصوص درنواحي روستايي و رستورانها شروع شده تا واحدهاي كوچك،متوسط و بزرگ صنغتي وتجارتي ادامه پيدا مي كند.به عنوان مثال كشورهاي هندوستان و بنگلادش فن آوري زيست توده را در كوره هاي آجرپزي و واحدهاي چاي خشك كني و دودي كردن ماهي و غيره به كار گرفته اند. زيست توده چيست ؟ از اعمال مجموعه اي متنوع از فرايندهاي فيزيكي،شيميايي و زيست محيطي بر روي منابع مختلف زيست توده « كه بعداً به معرفي آنهاخواهيم پرداخت » مانند تجزيه ،تخمير و غيره در يك محفظه ،گازي بدست مي آيد كه اصطلاحاً بيوگاز نام دارد . پس از اعمال يك سري فرآيندهاي تصفيه اي مطابق استانداردهاي جهاني و زيست محيطي برروي اين گاز مي توان آن رابه عنوان يك حامل انرژي در نظر گرفت . اين حامل انرژي را مي توان و هم به عنوان سوخت اوليه در نيروگاهها به كار برد. با سوخت اين گاز ژنراتورها و توربين ها حركت كرده و مشابه سيكل سنتي رايج در تمام نيروگاههاي موجود، برق توليد مي كنند با اين تفاوت كه اين بار نه تنها سوخت مورد نياز جهت بويلر از دل زمين بيرون كشيده نشده بلكه با كاربرد بهينه از آلودگي محيط زيست انساني نيز جلوگيري به عمل آمده است . با به كاربردن مستقيم اين گاز ميتوان طيف وسيعي از صنايع و سيستم هاي موجود را راه اندازي كرد وموجب ذخيره سازي منابع با ارزش سوختهاي فسيلي نظير نفت و گاز و غيره شد . براي آنكه به اهميت اين بحث پي ببريم در آغاز تاريخچه ازپيشرفت وكاربردهاي اين انرژي درجهان وبخصوص ايران رابررسي مي كنيم مرحلة بعد بررسي روشهاي متنوع وموجود در تبديل انرژي بيوماس به بيوگاز مي باشدوگام سوم بررسي چيستي وچگونگي بيوگاز حاصل از اين منابع خواهد بود . اميد است بامطالعه اين مطلب كه تنها پايه ساده اي جهت مصرف انرژي بيوماس مي باشد،ايده هاي تحقيقاتي در ذهن شما ايجاد شده و راهنمائي جهت برداشتن گامهاي بزرگتر در آينده باشد . زيست توده (بيوماس): قبل از هر مطلبي بهتر است كه مفهوم كلي بيوماس را در ابتدا مورد بررسي قرار دهيم . هرارگانيسم زنده اي كه انرژي خورشيد را جذب نموده و بصورت كلروفيل در خود ذخيره مي دارد بيوماس ناميده مي شود.بيوماس اصطلاحي است كه در زمينه انرژي به جهت توصيف رشته اي از محصولاتي كه حاصل عمل فتوسنتز هستند به كار مي رود.هر ساله از طريق فتوسنتز معادل چندين برابرمصرف سالانه انرژي جهان ، انرژي خورشيدي در برگها ، تنه و شاخه هاي درختان ذخيره مي شود.لذا در ميان منابع انرژي هاي تجديد پذير بيوماس از جهت ذخيره كردن انرژي خورشيدي منحصر به فرد مي باشد.به علاوه بيوماس تنها منبع تجديد پذير كربن بوده ومي تواند به سوختهاي جامد ، مايع و گازي مناسب تبديل شود . حتي مي توان با اعمال مجموعه اي ازعملياتهاي شيميايي برروي بيوگاز حاصل از بيوماس به هيدروژن كه يكي از فرآورده هاي مهم و حياتي در بخش انرژي مي باشد ، رسيد . بيوماس بيشتربه شكل چوب قديمي ترين شكل انرژي براي بشر است كه بعنوان سوخت درمصارف خارنگي وصنعتي مورد استفاده قرار مي گرفته است،در ابتدا با استفاده از روش احتراق مستقيم(فرايندي كه هنوزهم به صورت گسترده درقسمتهاي مختلف جهان به كار مي رود )بود.استفاده از بيوماس به عنوان يك منبع انرژي نه تنها به دلايل اقتصادي بلكه به دلايل توسعه اجتماعي و اقتصادي و مسائل زيست محيطي نيز جذاب مي باشد . سيستم هايي كه يبوماس را به انرژي قابل مصرف تبديل مي كنند ، قابليت تبديل به سيستم هاي كوچك را نيز دارا ميباشند.صنايع كشاورزي و جنگداري ذخائر اصلي و پايه اي بيوماس مي باشند. احتراق بيوماس معمولاً كمتر از سوختهاي فسيلي است به علاوه استفاده و بهره برداري تجاري ازبيوماس مي تواندمشكلات مربوط به انهدام زباله ها درسايرصنايع ازجمله جنگلداري و توليدات چوب فرآوري مواد غذائي و به خصوص ضايعات جامد شهري ، در مراكز شهري ، در مراكز شهري را حذف يا كاهش دهد . منابع زيست توده (بيوماس ) : بخشي از تشعشع خورشيد كه به اتمسفر زمين مي رسد ، به دليل فرايند فتوسنتز در گياهان جذب مي شود . ماكزيمي را ندمان تبديل انرژي خورشيدي بين 5 تا 6 درصد است كه در عمل براي بهترين روشها به حدود 5/. تا 1 درصد رسيده است . جالب است بدانيد كه ميزان انرژي كه سالانه توسط فتوسنتز ذخيره ميشود. چندين برابر بيشتر از كل مصرف معمولي انرژي جهان و حدوداً 200 برابر مصرف انرژي غذايي معمولي كل جهان است. و نيز توجه به اين نكته آموزنده است، كه حدود 90 درصد اين انرژي كه در درختان ذخيره ميشود معادل ذخائر سوختهاي فسيلي قابل استخراج و به ثبت رسيده مي باشد . منابع بيوماسي كه براي توليد انرژي مناسب هستند ، طيف وسيعي از مواد را شامل مي شوند كه به صورت عمده به شش گروه تقسيم بندي مي گردند : 1 ـ سوختهاي چوبي 2 ـ زائدات جنگلي ، كشاورزي ، باغداري و صنايع غذايي 3 ـ ضايعات جامدزباله هاي شهري 4 ـ فضولات دامي 5 ـ فاضلابهاي شهري 6 ـ فاضلابها پس ماندها و زائدات آلي صنعتي همان گونه كه مشاهده مي شود تمام اين مواد داراي مواد آلي هستند و توانائي سوختن دارند. بنابراين براي هركدام ميتوان ارزش حرارتي مشخصي را تعيين نمود .ارزش حرارتي بنا به تعريف مقدار گرمايي است كه از واحد جرم ماده سوختني آزاد مي شود و اين مقدار گرما مي تواند بر اساس واحد جرم ماده مرطوب يا ماده خشك بيان گردد . طبق واكنش كلي زير از تركيب هر ماده سوختني آلي بااكسيژن ، دي اكسيد كربن و آب به انضام مقداري زياد انرژي گرمائي آزاد مي شود : ساير گازها + خاكستر + انرژي گرمائ + O2 – CO2+H2O + مادة سوختني
|
